Роторный двигатель внутреннего сгорания

Роторный двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с рабочей камерой, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими полостями, внутри которой расположены два параллельных вала, ведущий и ведомый, связанных с синхронизирующей шестеренчатой передачей и снабженных взаимно сопряженными роторами, камеру компрессора, повторяющую форму рабочей камеры, роторы которой установлены соосно с роторами двигателя, над которым размещены ресивер с всасывающим и обратным клапанами и коллектор, в полости которого установлен сбрасывающий клапан, испаритель горючего, расположенный под выхлопным коллектором рабочей камеры, и воздуховод, огибающий боковую поверхность корпуса, при этом роторы выполнены одинакового профиля с двумя и более лопастями, причем между лопастями, а также лопастями и корпусом двигателя выполнены зазоры (см. описание изобретения к патенту РФ №2126488, МПК F 02 В 55/00, публикация 20.09.1999 г.).

Недостатком этого известного роторного двигателя является сложность выполнения уплотнения между корпусом и роторами.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с двумя статорами, установленный в корпусе центральный вал, жестко закрепленные на валу роторы и две пары поршней, размещенные парами в соответствующих статорах с образованием кольцеобразных компрессорной и рабочей камер, связанных между собой при помощи ресивера, причем один из поршней компрессорной камеры жестко связан с одним из поршней рабочей камеры, а другой поршень компрессорной камеры закреплен на центральном валу, в статоре компрессорной камеры выполнены впускные и перепускные каналы, а в статоре рабочей камеры - перепускные и выпускные каналы; механизм синхронизации движения поршней, два полых коаксиальных вала, причем внутренний полый вал размещен коаксиально на центральном валу, а наружный - на внутреннем, связанные между собой поршни компрессорной и рабочей кольцеобразных камер размещены на внутреннем валу, а другой поршень рабочей камеры связан с наружным полым валом, все каналы выполнены с возможностью перекрытия их наружной поверхностью поршней (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1449681, МПК F 02 В 55/00, публикация 07.01.1989 г.).

Недостатком этого известного роторного двигателя, принятого за прототип, является сложность конструкции, недостаточная ремонтопригодность.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение конструкции роторного двигателя.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, крышки корпуса с подшипниковыми опорами, в которых установлен цилиндрический ротор с лопастями с уплотнениями на гребнях, по краям которых в пазах установлены по два с каждой стороны уплотнительных кольца. Корпус содержит двухступенчатую компрессорную секцию с промежуточным охлаждением воздуха после первой ступени и рабочую секцию. Первая ступень компрессорной секции содержит клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные шарнирно в корпусах клапанов на валах, впускные коллекторы, каналы нагнетания сжатого воздуха с обратными клапанами, каналы с обратными клапанами отбора воздуха в ресивер для управления клапанами-перегородками, воздухоохладители. Вторая ступень компрессорной секции содержит клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные шарнирно в корпусах клапанов на валах, впускные коллекторы, каналы нагнетания сжатого воздуха с обратными клапанами, воздушные ресиверы с предпусковыми воздухонагревателями. Рабочая секция содержит впускные клапаны с распределителями, сообщающими надклапанные полости с впускными коллекторами второй ступени компрессорной секции при открытии клапанов и с воздушными ресиверами второй ступени компрессорной секции при закрытии, перепускные каналы, выпускные коллекторы, форсунки подачи топлива, клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные шарнирно в корпусах клапанов на валах, на которых неподвижно закреплены лопасти приводов-демпферов, оснащенных впускными и выпускными каналами, перепускными каналами, распределителями.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на Фиг.1 - показан роторный двигатель, общий вид в продольном разрезе;

на Фиг.2 - то же, поперечный разрез А-А;

на Фиг.3 - то же, поперечный разрез Б-Б;

на Фиг.4 - то же, поперечный разрез В-В.

Роторный двигатель содержит корпус 1, крышки корпуса 2, 3 с подшипниковыми опорами 4, 5, в которых установлен цилиндрический ротор 6 с лопастями 7, 8, 9 с уплотнениями 10, 11, 12 на гребнях, по краям которых в пазах установлены по два с каждой стороны уплотнительных кольца 13. Корпус содержит двухступенчатую компрессорную секцию с промежуточным охлаждением воздуха после первой ступени и рабочую секцию. Первая ступень компрессорной секции содержит клапаны-перегородки 14 с уплотнениями 15, сопряженные с профилированной поверхностью ротора 6, установленные шарнирно в корпусах клапанов 16 на валах 17, впускные коллекторы 18, каналы нагнетания сжатого воздуха 19 с обратными клапанами 20, каналы 21 с обратными клапанами 22 отбора воздуха в ресивер 23 для управления клапанами-перегородками 14, 24, 25, воздухоохладители 26. Вторая ступень компрессорной секции содержит клапаны-перегородки 24 с уплотнениями 27, сопряженные с профилированной поверхностью ротора 6, установленные шарнирно в корпусах клапанов 16 на валах 17, впускные коллекторы 28, каналы нагнетания сжатого воздуха 29 с обратными клапанами 30, воздушные ресиверы 31 с предпусковыми воздухонагревателями 32. Рабочая секция содержит впускные клапаны 33 с распределителями 34, сообщающими надклапанные полости с впускными коллекторами 28 второй ступени компрессорной секции при открытии клапанов и с воздушными ресиверами 31 при закрытии, перепускные каналы 35, выпускные коллекторы 36, форсунки 37 подачи топлива, клапаны-перегородки 25 с уплотнениями 38, сопряженные с профилированной поверхностью ротора 6, установленные шарнирно в корпусах клапанов 16 на валах 17, на которых неподвижно закреплены лопасти 39 приводов-демпферов 40, оснащенных распределителями 41, впускными 42, 43 и выпускными 44, 45, 46, 47 каналами, перепускными каналами 48, 49.

Роторный двигатель работает следующим образом. При вращении ротора 6 в подшипниковых опорах 4, 5 крышек 2, 3 через впускные коллекторы 18 первой ступени компрессорной секции в полости, образованные профилированной поверхностью ротора 6 с уплотнительными кольцами 13, корпусом 1, лопастями 7 с уплотнениями 10, клапанами-перегородками 14 с уплотнениями 15, поступает воздух. Цикл впуска. Следующие лопасти 7 перекрывают впускные коллекторы 18 и начинают сжатие воздуха в вышеназванных полостях и вытесняют его через каналы 21 с обратными клапанами 22 в ресивер 23 и через каналы нагнетания сжатого воздуха 19 с обратными клапанами 20 в воздухоохладители 26, во впускные коллекторы 28 второй ступени сжатия. Далее воздух сжимается в полостях, образованных профилированной поверхностью ротора 6 с уплотнительными кольцами 13, корпусом 1, лопастями 8 с уплотнениями 11, клапанами-перегородками 24 с уплотнениями 27, и вытесняется через каналы нагнетания сжатого воздуха 29 с обратными клапанами 30 в воздушные ресиверы 31 с предпусковыми воздухоподогревателями 32. Цикл сжатия. При приближении лопастей 7, 8 к клапанам-перегородкам 14, 24 за счет остаточного давления выхлопных газов, давления сжатого воздуха и приводов-демпферов 40 происходит перемещение клапанов-перегородок 14, 24 в положение "открыто", освобождая проход лопастям 7, 8. После прохождения лопастей 7, 8 под воздействием приводов-демпферов 40 клапаны-перегородки 14, 24 возвращаются в положение "закрыто". Одновременно с тем в рабочей секции при прохождении лопастями 9 с уплотнениями 12 впускных клапанов 33 последние открываются при помощи распределителей 34, сообщающих надклапанные полости с впускными коллекторами 28. Начинается подача сжатого воздуха в полости, образованные профилированной поверхностью ротора 6 с уплотнительными кольцами 13, корпусом 1, лопастями 9 с уплотнениями 12, клапанами-перегородками 25 с уплотнениями 38. Когда объем вышеназванных полостей равен объему камеры сгорания, происходит закрытие впускных клапанов 33 при помощи распределителей 34, сообщающих надклапанные полости с воздушными ресиверами 31, и подача топлива через форсунки 37. При приближении лопастей 9 к клапанам-перегородкам 25 за счет перепускных каналов 35 происходит выравнивание давления с обеих сторон клапанов-перегородок 25, за счет остаточного давления выхлопных газов, давления сжатого воздуха и приводов-демпферов 40 происходит перемещение клапанов-перегородок 25 в положение "открыто", освобождая проход лопастям 9 и выпуская выхлопные газы в выпускные коллекторы 36. Окончание цикла рабочего хода и начало цикла выпуска. После прохождения лопастей 9 под воздействием приводов-демпферов 40 клапаны-перегородки 25 возвращаются в положение "закрыто". Оставшиеся выхлопные газы вытесняются лопастями 9 через зазоры между корпусами клапанов 16 и клапанами-перегородками 25 в выпускные коллекторы 36. Окончание цикла выпуска.

Работа приводов-демпферов происходит следующим образом. При перемещении клапанов-перегородок 14, 24, 25 в положение "открыто" распределители 41 открывают впускные каналы 42 и выпускные каналы 44, 46, закрывают впускные каналы 43 и выпускные каналы 45, 47. Начинается вращение валов 17 с лопастями 39 и клапанами-перегородками 14, 24, 25. В конце перемещения лопасти 39 перекрывают выпускные каналы 44 и за счет перепускных каналов 48 выравнивается давление с обеих сторон лопастей 39, а при дальнейшем движении давление перед лопастями 39 возрастает, в результате чего происходит смягчение контакта лопастей 39 с корпусами приводов-демпферов 40. Выпускные каналы 46 фиксируют положение лопастей 39 в положении "открыто" путем создания перепада давления на лопастях 39. При перемещении клапанов-перегородок 14, 24, 25 в положение "закрыто" распределители 41 открывают впускные каналы 43 и выпускные каналы 45, 47, закрывают впускные каналы 42 и выпускные каналы 44, 46. Начинается вращение валов 17 с лопастями 39 и клапанами-перегородками 14, 24, 25. В конце перемещения лопасти 39 перекрывают выпускные каналы 45 и за счет перепускных каналов 49 выравнивается давление с обеих сторон лопастей 39, а при дальнейшем движении давление перед лопастями 39 возрастает, в результате чего происходит смягчение контакта лопастей 39 с корпусами приводов-демпферов 40. Выпускные каналы 47 фиксируют положение лопастей 39 в положении "закрыто" путем создания перепада давления на лопастях 39.

Реализация изобретения позволит упростить конструкцию двигателя, повысить технологичность изготовления узлов и деталей, ремонтопригодность и надежность.

Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, крышки корпуса с подшипниковыми опорами, в которых установлен цилиндрический ротор с лопастями с уплотнениями на гребнях, по краям которых в пазах установлены по два с каждой стороны уплотнительных кольца, корпус содержит двухступенчатую компрессорную секцию с промежуточным охлаждением воздуха после первой ступени и рабочую секцию, первая ступень компрессорной секции содержит клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные шарнирно в корпусах клапанов на валах, впускные коллекторы, каналы нагнетания сжатого воздуха с обратными клапанами, каналы с обратными клапанами отбора воздуха в ресивер для управления клапанами-перегородками, воздухоохладители, вторая ступень компрессорной секции содержит клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные шарнирно в корпусах клапанов на валах, впускные коллекторы, каналы нагнетания сжатого воздуха с обратными клапанами, воздушные ресиверы с предпусковыми воздухонагревателями, рабочая секция содержит впускные клапаны с распределителями, сообщающими надклапанные полости с впускными коллекторами второй ступени компрессорной секции при открытии клапанов и с воздушными ресиверами при закрытии, перепускные каналы, выпускные коллекторы, форсунки подачи топлива, клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные шарнирно в корпусах клапанов на валах, на которых неподвижно закреплены лопасти приводов-демпферов, оснащенных впускными и выпускными каналами, перепускными каналами, распределителями.